【题目】以硅藻土(主要成分为SiO2,含有少量的Fe2O3、 Al2O3) 为载体的V2O5-K2SO4常用作接触法制硫酸的催化剂。以下是一种废钒催化剂综合回收利用的工艺路线。
已知: 废钒催化剂中钒元素主要以VOSO4和V2O5形式存在;
V2O5是两性氧化物,不溶于水,溶于酸生成VO2+,溶于碱生成VO3-;
VOSO4是强电解质,溶于水电离出VO2+。
回答下列问题:
(1)VOSO4中V 元素的化合价为___________。
(2)滤渣①酸溶后加入的最佳试剂X 为_________。
a.NaClO b.Na2SO3c.K2SO3d.K2S
(3)从滤液③中得到产品K2SO4的操作为_________。滤渣③除含有V2O2(OH)4,还含有_________。
(4)若滤液⑤中c(VO3-)=0.1mol·L-1,为使钒元素的沉淀率达到98%,至少应调节c(NH4+)为_________[Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]。
(5)“焙烧”时通入足量的空气,反应后的尾气可以直接排放。该反应的化学方程式为____________。
(6) V2O5纯度测定原理: 称取V2O5产品ag,先加入硫酸将V2O5转化为VO2+,再加入V1 mLc1mol·L-1(NH4) 2Fe(SO4) 2溶液将VO2+转 化为VO2+,最 后 用c2mol·L-1KMnO4 溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液V2mL。假设杂质不参与反应,实验测得某V2O5产品的纯度为91%,则理论上加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积V1至少_________mL (用相关字母表示)。
【答案】 +4 c 蒸发、浓缩、结晶 Al(OH)3、Fe(OH)2 或Fe(OH)3 0.8 mol·L-1 4NH4VO3+3O2 2V2O5+2N2 +8H2O 10a/c1
【解析】本题主要考查对于废钒催化剂综合回收利用的工艺路线的评价。
(1)VOSO4中V元素的化合价为+4。
(2)滤渣①酸溶后加入X将VO2+还原为VOSO4,加入的最佳试剂X为c。a.NaClO具有强氧化性,不符合题意;b.Na2SO3带来杂质离子Na+;c.K2SO3 符合题意;d.K2S产生杂质固体S。故选c。
(3)从滤液③中得到产品K2SO4的操作为蒸发、浓缩、结晶。滤渣③除含有V2O2(OH)4,还含有Al(OH)3、Fe(OH)2或Fe(OH)3。
(4)若滤液⑤中c(VO3-)=0.1mol·L-1,使钒元素的沉淀率达到98%,此时滤液中c(VO3-)=0.002mol·L-1,至少应调节c(NH4+)=Ksp(NH4VO3)/c(VO3-)=1.6×10-3/0.002mol·L-1=0.8mol·L-1。
(5)焙烧时产生无污染气体N2和水蒸气,该反应的化学方程式为4NH4VO3+3O2 2V2O5+2N2 +8H2O。
(6)反应方程式中(NH4)2Fe(SO4)2~VO2+,消耗(NH4)2Fe(SO4)2最少时c1V1mmol=91%a/182×2mol=10a/c1,V1=10a/c1,则理论上加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积V1至少为10a/c1。
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【题目】某校课外小组的同学设计实验用甲烷还原二氧化硫制取单质硫。
(1)甲组同学分别利用如图所示装置制取SO2 和CH4。
①仪器M的名称为______________。
②用A装置制备SO2,不宜使用稀硫酸,其原因是_________________。
③用B装置制取甲烷的化学方程式为CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3,实际实验中常用碱石灰(NaOH 和CaO的混合物)来代替NaOH,原因是____________________________________。
(2)乙组同学利用甲组制得的CH4和SO2进行实验,并验证产物中除单质硫外还含有CO2。为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的装置进行实验,发现G中有淡黄色固体生成,C中澄清石灰水变浑浊。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B→H→_____→ → → → 。
②E装置的作用是________________,G装置的作用是_______________。
③F装置中发生反应的化学方程式为____________________。
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【题目】下列溶液中Cl﹣浓度最小的是( )
A.200mL 2mol/L MgCl2溶液B.1000mL 2.5mol/L NaCl溶液
C.300mL 5mol/L KCl溶液D.250mL 1mol/L AlCl3溶液
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【题目】某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的几种物质,往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题:
(1)溶液中一定含有的溶质是______________(填化学式)。
(2)溶液中一定不含有的溶质是____________(填化学式)。
(3)溶液中可能含有的溶质是__________(填名称),判断该物质是否存在的实验方法是________,现象是_____________。
(4)分别写出AB段、BC段发生的离子方程式:
①AB段为________________________________;
②BC段为________________________________。
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【题目】阿克拉酮是合成某种抗癌药的重要中间体,其结构如图所示。下列关于阿克拉酮的性质的描述,正确的是
A. 阿克拉酮的分子式为C22H23O8
B. 分子中含有5个手性碳原子
C. 该分子一定条件下能发生取代、氧化、消去反应
D. 1 mol该物质与 NaOH溶液反应,最多可反应3 mol NaOH
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【题目】按要求填空
(1)官能团-COOH的名称是___________________;
(2)(CH3CH2)2C(CH3)2的名称为__________________;
(3)2-甲基-1-丁烯的键线式________________________;
(4)相对分子质量最小的有机物分子式____;
(5)所含官能团的名称是_____________;该有机物发生加聚反应后,所得产物的结构简式为_________________;
(6)3-甲基戊烷的一氯代产物有_________种(不考虑立体异构)。
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【题目】汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式___________。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是___________。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有_______。
A.开发氢能源 B.使用电动车 C.植树造林 D.戴上呼吸面具
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【题目】有KOH和Ca(OH)2的混合溶液,c(OH﹣)=0.1 molL﹣1。取此溶液500 mL,向其中通入CO2,通入CO2的体积(V)和生成沉淀的物质的量(n)的关系如图所示。图中(V1)为112 mL(标准状况),则图中V2、V3的体积(单位为mL)分别是( )
A. 560、672 B. 1008、1120 C. 2240、2352 D. 392、504
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